HFC, HÙTÉSTECHNOLÓGIA ÉS LÉGKONDICIONÁLÁS: A KLÍMAHATÁSOK MINIMALIZÁLÁSA, A BIZTONSÁG MAXIMALIZÁLÁSA
European Partnership for Energy and the Environment
EPEE Titkárság, 40 Rued’Arlon, 1000 Brussels, Belgium Tel.: (00) 32-2-230-50-43, E-mail:
[email protected], http://www.epeeglobal.org
HFC, HÙTÉSTECHNOLÓGIA ÉS LÉGKONDICIONÁLÁS: A KLÍMAHATÁSOK MINIMALIZÁLÁSA, A BIZTONSÁG MAXIMALIZÁLÁSA A hűtéstechnológia és a légkondicionáló berendezések a klímaváltozásra gyakorolt hatása elsősorban az energiafelhasználáson és a korábbi évek CFC-k (fluorozott-klórozott szénhidrogének) kibocsátásán keresztül történt. Napjainkra a hatékonyabb berendezések és az újgenerációs hűtőfolyadékok, mint a HFC-k (fluorozott szénhidrogének) a hűtéstechnológia globális felmelegedési hatásának 60 %-os csökkentését eredményezték. Így a hűtéstechnológiai ipar az egyik leggyorsabban fejlődő szektor ezen a területen.
A CFC-k helyettesítése a hatékonynak bizonyult alacsony szivárgású HFC rendszerekkel, a globális klíma tekintetében nettó csökkentést jelent. Ez a fenntartható hűtéstechnológia következetes és felelősségteljes megközelítésének eredménye, amely szem előtt tartja mind a felhasználó biztonságát, mind a környezetét. * A HFC-k (fluorozott szénhidrogének) hidrogén-, fluor- és szénatomok keveréke.
AZ ÉLETÜNK MINÃSÉGE A HÙTÃRENDSZEREKTÃL FÜGG
A hűtés és légkondicionálás napjainkban az életünk részét képezik, és ez elképzelhetetlen lenne másképpen. Életünk minősége fenntartásának és javításának elengedhetetlen részévé váltak. - A hűtőlánc lehetővé teszi az élelmiszerek ideális higiéniai körülmények között történő tárolását, szállítását és felhasználását, ezzel csökkentve a veszteségeket és a hulladékot.
- A magas hatékonyságú habok használatával alkalmazott hőszigetelés csökkenti az épületek, a hűtött szállítmányok és a hűtőtermek energiafelhasználását.
- A légkondicionálás, különösen a meleg éghajlatú országokban kényelmet teremt az otthonokban, a középületekben, boltokban és a tömegközlekedési eszközökön, valamint hozzájárul a kórházak higiéniai körülményeinek fenntartásához.
- A hűtés alapvető fontosságú az olyan berendezések működtetéséhez, mint a nagyteljesítményű IT rendszerek vagy számos kifinomult orvosi berendezés.
- Az olyan orvosi termékek, mint az oltóanyagok és a vérkészletek hűtése elengedhetetlen annak érdekében, hogy eltarthatók legyenek.
EGÉSZSÉG, BIZTONSÁG ÉS KÖRNYEZET: A PRIORITÁSOK SZEM ELÃTT TARTÁSA A JOBB JÖVÃÉRT
(A)
(D)
(C)
Egy tevékenység előnyeinek kihasználása anélkül, hogy annak a környezetre gyakorolt hatását figyelmen kívül hagynánk, ma nem járható út. Polgárként, ipari termelőként és politikusként egyaránt meg kell értenünk a környezeti kihívásokat. Csak ekkor hozhatunk felelős döntést annak érdekében, hogy biztosítsuk a társadalmi-gazdasági fejlődést. Annak érdekében, hogy objektíven fel tudjuk mérni a hűtésrendszerek környezetre gyakorolt hatását, ismernünk kell a teljes életciklus során bekövetkező hatásokat. Ez az egyetlen módja annak, hogy ne csak a rendszer egy részének hatását vegyük figyelembe, amelyet a globális felmelegedésre gyakorol.
(B) A hıtési ciklus: A hűtőfolyadék energiahordozóként elnyeli a hőt ( ), majd a zárt térben elpárolog (A). A pára ezután nyomás alá kerül (B) majd a berendezésen kívül leadja a hőt ( ) (C). A folyékony halmazállapotú hűtőanyag (D) készen álla az új ciklusra.
A HÙTÉSTECHNOLÓGIA HATÁSA A GLOBÁLIS ÉGHAJLATRA A globális felmelegedésre a hűtéstechnológia és a légkondicionáló rendszerek az energiafelhasználáson és a hűtőgáz kibocsátáson keresztül gyakorolnak hatást.
ENERGIAFELHASZNÁLÁS
HÙTÃGÁZ KIBOCSÁTÁS
A hűtőberendezések elektromos áramot használnak fel, amelyet általában fosszilis energiahordozók elégetésével hoznak létre, és amelynek során szén-dioxid kerül a légkörbe. Ez a gáz a legfőbb üvegházhatást kiváltó gáz, amely globális felmelegedést és éghajlatváltozást okoz. Azon egyszerű tény következtében, hogy az életciklusa során energiafelhasználással jár, minden hűtőanyag hozzájárul az éghajlatváltozáshoz. Ez a „közvetett” hatás a teljes hatásának akár a 80 %-át is elérheti.
A gyengén kivitelezett, rosszul karbantartott berendezések vagy hűtőegységek, amelyektől az elhasználódásuk után a hűtőfolyadék újrahasznosítása nélkül szabadulnak meg, a hűtőfolyadék a légkörbe történő kiáramlását okozhatják. Az ilyen kibocsátást nevezik „közvetlen” hatásnak. Nagy előrelépések történtek a modern hűtőberendezések szigetelése és a hűtőfolyadékok újrahasznosítása terén, amelyek az ilyen jellegű kibocsátásokat jelentősen csökkentették. A hűtőfolyadékok az éghajlatváltozásra gyakorolt közvetlen hatása napjainkban viszonylag kismértékű, és általában csökken.
CO2
KÖZVETETT HATÁS Energiafelhasználás 80 %
KÖZVETLEN HATÁS HıtŒgáz kibocsátás 20 %
Az energiafelhasználás által okozott hatás csökkentése a legfontosabb a hűtőrendszerek kezelése tekintetében.
A LEGFONTOSABB KÉRDÉS: ENERGIAHATÉKONYSÁG A hűtőrendszerek és a légkondicionáló berendezések közvetlen hatásának csökkentése elsősorban az energiafelhasználásuk javításán keresztül érhető el. Az energiafelhasználást három fő paraméter határozza meg.
A rendszer minősége A hűtőrendszereket alkotó komponensek kiválasztása és optimalizálása alapvető fontosságú az olyan rendszer megtervezése tekintetében, amely kevés energiát használ fel. Kritikus fontosságú a rendszer zártságának ellenőrzése annak érdekében, hogy elkerüljük a hűtőfolyadék szivárgását.
A berendezés szigetelésének a minősége A jó szigetelés megtartja a hűtött helyek hőmérsékletét és hatékonyabb energiafelhasználást eredményez. A szigetelőhabok esetén a habba zárt gáz, és nem a polimer anyag határozza meg a hőszigetelés mértékét. Az életciklusra vonatkozó tanulmányok megmutatták, hogy a HFC-k felhasználásával készült szigetelőhabok hatékonyabbak és időtállóbbak, mint a más anyagokat tartalmazó habok, mint a szénhidrogének, víz vagy szén-dioxid.
A hűtőfolyadék kiválasztása Nem létezik tökéletes hűtőfolyadék. A hűtőfolyadékok kiválasztásában a hőelvonásuk termodinamikai hatékonysága és a felhasználásuk biztonságossága a fő szempontok. Az ammónia és a szénhidrogének amellett, hogy kiváló hűtőfolyadékok, különösen gyúlékonyak és mérgezők, ezért a legnagyobb elővigyázatossággal kell használni azokat. Például, az ammóniát használják nagy áruházak fagyasztóiban, ahol a biztonsági előírások „dupla körös” rendszer használatát teszik kötelezővé, ahol az ammónia az épületen hívül kering. Ez elkerülhetetlenül csökkenti a hűtés hatékonyságát, amely növeli az energiafelhasználást. Ennek eredményeként az elektromos áram felhasználás és az azzal járó költségek jelentősen növekednek. Mivel a HFC-t zárt rendszerben kell tartani, nem igényli az ilyen jellegű biztonsági elővigyázatosság betartását. Az alkalmazási hőmérsékletek széles körében felhasználható és gondosabban kiválasztható a rendszer hatékonyságának optimalizálása érdekében. Ezért a HFC-ket sokkal szélesebb körben használják.
EGYÜTTMÙKÖDÉS A HFC VESZTESÉG CSÖKKENTÉSE ÉRDEKÉBEN A környezettudatosság, a hűtőfolyadékok újrahasznosításának növelése, a karbantartás és hőszigetelés minőségének javítása minimálisra csökkentik a hűtőfolyadékok veszteséget és a véletlenszerű közvetlen kibocsátást.
Optimális szigetelés Az elmúlt évek során gyorsan fejlődő berendezés kivitelezési technológiák jelentősen javították a hűtőrendszerek szigetelését és csökkentették a veszteségeket.
Szisztematikus újrahasznosítás A HFC-ket a hűtőjavító szakemberek könnyen hasznosíthatják újra. A hűtőgép gyárak elkötelezték magukat a „felelősségteljes hűtéstechnológia” elve mellett, amely magába foglalja az újrahasznosítás népszerűsítését is. Mint azt az Európa Unió az elektromos berendezésekre vonatkozó irányelve megköveteli, a háztartási berendezések újrahasznosítása kötelező. Egyebek mellett, ez elősegíti a használt hűtőberendezések összegyűjtését szolgáló rendszer bővítését.
Képzés és szabványok A cégek tanúsítása és a karbantartó személyzet képzése, a kötelező karbantartási szerződések és az ezzel kapcsolatos tevékenységek nyomon követése, illetve igazolása biztosítja, hogy a hűtő és légkondicionáló rendszerek üvegházhatást okozó gázai kibocsátásának csökkentése érdekében kitűzött célok teljesüljenek.
A HÙTÃFOLYADÉKOK VILÁGA
Ammónia Az ammónia volt az első hűtőfolyadék, amelyet széles körben használtak. Hatékony, de ugyanakkor igen mérgező és gyúlékony anyag. Ezért biztonságosabb anyagokat részesítettek előnyben, és az ammóniát ma már csak szakképzett személy felügyelete mellett szabad használni
(például hűtőházakban, tejgazdaságokban és sörfőzdékben). Mindemellett a rendszer biztonságosságának fenntartása 30 40 %-os többletköltséggel jár, összehasonlítva a kevésbé veszélyes hűtőfolyadékokkal.
Hydroklór-fluorkarbonok (H-CFC-k) A HCFC-ket a CFCkkel (fluorozott-klórozott szénhidrogének) egy időben fejlesztették ki, és e két anyag nagymértékben hozzájárult a társadalmi fejlődéshez biztonságos, olcsó és hatékony hűtéstechnológiát biztosítva. A HCFC-k hatása az ózonpajzsra csekély
mértékű. 1990-ben az „átmeneti anyagok” megjelölést kapták, és a gyártásuk, illetve felhasználásuk fokozatosan megszűnik. 1990-ben az üvegházhatást okozó összes gázok kibocsátásának csak évi 0,5 %-át tették ki.
Széndioxi CO 2 A széndioxid (CO2) széles körben elterjedt hűtőfolyadék volt, de felváltották a fluorozott szénhidrogének, amelyek nagyobb hatékonyságot biztosítottak és alacsonyabb rendszernyomást igényeltek. A rendszer minden része
d teljesen új tervezést igényel, ha az igen magas nyomású szénhidrogént használjuk, továbbá a hatékonysága 20-30 százalékkal alacsonyabb a hasonló, HFC-ket alkalmazó rendszereknél.
Szénhidrogének Propán vagy izobután A szénhidrogének (LPG) szintén hatékony hűtőfolyadékok. Mindemellett igen gyúlékonyak, robbanóképesek, ezért veszélyesek. Bizonyos országokban a használatukat korlátozzák vagy betiltották közterületeken és magas épületekben. A szénhidrogének a városi légszennyezést
is növelik, mivel troposzférikus ózont termelnek az atmoszféra alsóbb rétegében. A globális felmelegedést kevésbé veszélyeztetik, de a biztonsági követelmények növelhetik az energiafelhasználást és a szén-dioxid kibocsátást.
Fluorozott szénhidrogének HFC-k A HFC-k tipikusan nem mérgező és nem gyúlékony anyagok. Számos felhasználási területük van, és a berendezések a szakemberek széles köre által szervizelhetők, illetve karbantarthatók. A HFC-k minimális kockázatot jelentenek, még a véletlenszerű szivárgás esetén is.
Ugyanakkor igen hatékonyak az energiafelhasználás tekintetében. Annak ellenére, hogy nem gyakorolnak hatást a sztratoszférikus és troposzférikus ózonra, üvegházhatást kiváltó gázok.
A HFC-K KIS MÉRTÉKBEN BEFOLYÁSOLJÁK AZ ÉGHAJLATOT 1. TÁBLÁZAT: Index A GWP értékek 100 évre előrevetítve Szén-dioxid Metán Dinitrogén-oxid (N2O) ODS1 HFC-k PFC-k2 Kén-hexafluorid (SF6)
100 – 8 14 – 11 6 500- 9 23
1 21 310 000 700 200 900
(1) ODS: Ózonkárosító anyagok, amelyet a Montreáli jegyzŒkönyv
szabályoz
2. TÁBLÁZAT: Mennyiség Üvegházhatást okozó gázok kibocsátása 2000-ben Szén-dioxid Metán N2O ODS1 HFC-k PFC-k (SF6)
100 – 8 14 – 11 6 500- 9 23
1 21 310 000 700 200 900
Ha a Kiotoi jegyzőkönyvben foglaltakat sikeresen végrehajtják, akkor az üvegházhatást okozó gázok összes kibocsátása csökkenni fog.
1 ÁBRA: Élettartam
INDEX
Az atmoszférában lévő részecskék
Globális felmelegedési potenciál (GWP) A globális felmelegedési potenciál jelöli egy üvegházhatást okozó gáz a szén-dioxidhoz mért potenciálját. Hagyományosan a számítások az egyes gázok 100 évre előrevetített hatását elemzik (1. táblázat). Ezen a skálán az olyan hűtőanyag GWP-je, mint a HFC-134a 1 300, amely azt jelenti, hogy egy kilogramm kibocsátás 100 évre előrevetítve 1300 kg szén-dioxid kibocsátásával egyenértékű. Mindemellett a GWP-t a megfelelő szempontok szerint kell értelmezni. A kibocsátott összmennyiség ugyanolyan fontos, mint a GWP a valós környezeti hatások kiszámítása tekintetében.
CO2
HFC 134a
Élettartam években
HATÁS = INDEX x MENNYISÉG
HFCs
CO2
Pusztán a GWP érték figyelembevétele nem elegendő az üvegházhatást okozó gázok az éghajlatra gyakorolt hatásának meghatározásához. A szén-dioxid alacsony GWP-je ellenére a hatalmas mennyiségű kibocsátás és hosszú élettartam azt jelenti, hogy sokkal nagyobb hatást gyakorol az éghajlatra, mint a HFC-k. Jelenleg a szén-dioxid-kibocsátás az üvegházhatást okozó gázok 64 %-át teszi ki, és ez a mérték növekszik. Ezzel szemben a HFC-k kevesebb mint 1 %-kal járulnak a kibocsátáshoz, és ez az érték előreláthatóan két-három százalékra növekszik az évszázad végére.
MENNYISÉG
ÉLETTARTAM
A kibocsátott mennyiség
Az üvegházhatást okozó gázok élettartama a légkörben
A légkör normális körülmények között is tartalmaz üvegházhatás okozó gázokat, mint a szén-dioxid, metán és vízpára, amelyek a 15°C-os földfelszíni középhőmérsékletet tartják fent. Az emberek további szén-dioxidot juttatnak a légkörbe a fosszilis energiahordozók elégetésével az energiatermelés, szállítás és ipari tevékenységek során. A mezőgazdasági tevékenységek is metán felszabadulást eredményeznek. Az üvegházhatást okozó gázok hirtelen növekedése az éghajlati egyensúly felborulását eredményezik. A hatások elemzése során, a légkörbe jutott üvegházhatást okozó gázok relatív mennyiségét kell figyelembe venni; a HFC-k a szén-dioxidhoz vagy metánhoz képest rendkívül kis mennyiségben jutnak a légkörbe (2. táblázat).
Minél tovább marad egy gáz a légkörben, annál jobban halmozódik a melegítő hatása. Annak ellenére, hogy a GWP-t 100 éves időtartam alapján számítják ki, az élettartam szintén fontos paraméter a hosszú távú előrejelzések szempontjából. Valójában, a széndioxid igen hosszú élettartammal rendelkezik: több ezer évig marad a légkörben, és már az első 100 évében kifejti a hatásának majdnem negyedét. Ezzel szemben a HFC-k élettartama egy évtized, vagy kevesebb. Nem úgy mint a HFC-k, amelyek viszonylag hamar kikerülnek a légkörből, a széndioxid hosszú élettartama azt jelenti, hogy a távoli jövőben is jelentősen elősegíti az éghajlatváltozást (1. ábra).
BIZTONSÁG ÉS HÙTÉSTECHNOLÓGIA Minden elővigyázatosság ellenére baleset vagy figyelmetlenség következtében szivároghat a hűtőfolyadék. Mindemellett, ha ez kis mértékű és korlátozott HFC veszteség, akkor nem jár jelentős következményekkel a globális éghajlat tekintetében. Ilyen esetek – ha mérgező vagy robbanó gázról van szó – az érintett személyekre nézve katasztrofális eredményekkel járhatnak. Előfordultak már komoly következményekkel járó mérgező vagy robbanó hűtőgázokkal kapcsolatos balesetek. Az ammóniával működő hűtőrendszerekkel kapcsolatos halálesetek kockázatának aránya évi 1,5 millió berendezésenként (forrás: IEA). Ha az Európai Unióban működő hozzávetőlegesen 30 millió kereskedelmi és ipari hűtőrendszer mind ammóniával üzemelne, akkor ez számos további halálesetet okozna évente. A nagyobb rendszerek esetén, a nagyobb hűtőfolyadék mennyiség miatt a kockázat nagyobb a szénhidrogének tekintetében, mint az ammónia esetén, mivel azok igen gyúlékonyak.
FENNTARTHATÓ ÉS FELELÃSSÉGTELJES MEGOLDÁS A JÖVÃ SZÁMÁRA HFC-KKEL: NEM SZÜKSÉGES TÖBBÉ A BIZTONSÁG ÉS A HATÉKONYSÁG KÖZÖTT VÁLASZTANI A kibocsátás kezelése
Jelentős előnyök
A HFC-k kibocsátásának megfelelő kezelése az általuk gyakorolt hatásokat jelentéktelenné teszi. A jól kivitelezett, hatékony hűtőrendszerekben történő használatuk a környezetre gyakorolt hatásukat csökkenti. Még ha a hűtőrendszerekben használt összes HFC-t is a légkörbe engednénk, a globális felmelegedésre a közeljövőben gyakorolt hatásuk (még a legrosszabb esetben is) csak az üvegházhatás 1,6 %-át tenné ki. Gyakorlatban ez azt jelenti, hogy ilyen szintű kibocsátás nem fog bekövetkezni, és folyamatos erőfeszítések történnek a berendezésekből elvesző hűtőfolyadékok csökkentése érdekében.
- A hűtéstechnológiában a HCF-k széles köre és kombinálhatóságuk választéka azt jelenti, hogy olyan keveréket választhatunk ki, amely pontosan illeszkedik a hűtési igényekhez bármilyen berendezéstípus esetén, legyen az háztartási hűtőszekrény, nagyméretű fagyasztó, hűtőtároló, vagy légkondicionáló rendszer. - A hőszigetelés tekintetében a HFC-kkel készült habszivacsok bebizonyították rendkívüli gazdaságosságukat; - Felhasználó és fogyasztó biztonsági szempontból a HFC minimális kockázatot jelent. Tulajdonképpen nem mérgező, nem gyúlékony anyagok, amelyek megbízható opciót biztosítanak az ipari, közcélú, lakossági vagy szállítási felhasználás során felmerülő kockázatok minimalizálására.
A HFC-k hatékony használata biztonságosan és jelentősen csökkenti a hűtéstechnológia és a légkondicionálás által gyakorolt éghajlat változtató hatását. Ez elősegíti a hűtéstechnológiai szektor fenntartható fejlődését, és biztonságos utat nyit a környezetünk védelmére kitűzött célok eléréséhez.
Ily módon a HFC-k az ideális megoldás részét képezik:
Kevesebb CO2
Energiahatéko nyság
HFC használat
Biztonság
+
Védett
HÉT MEGOLDÁ
A HÙTÉSTECHN AZ ÉGHAJLATR CSÖKKENTÉSE
A berendezések jobb kivitelezésén, telepítésén és üzemeltetésén keresztül energiahatékonysági javulások elérése. Ez csökkentené a közvetett kibocsátást, amely az összkibocsátás 80 %-a. Az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának csökkentése, mint azt a Kiotoi jegyzőkönyv előírja, nem a felhasználásra vonatkozó szabályozások segítségével.
1
5
2 6
A hűtőfolyadékok választékának fenntartása, amelyek optimális teljesítményt nyújtanak biztonság, hatékonyság, környezeti hatás és költség tekintetében.
3 7
A lakosság biztonságának fenntartása elsődleges szempont, nincs szükség a jelenlegi biztonsági szintek enyhítésére.
4
ÁS
NOLÓGIA ÉS A LÉGKONDICIONÁLÁS RA GYAKOROLT HATÁSÁNAK E ÉRDEKÉBEN
Rendszerezett hűtőfolyadék begyűjtő és újrahasznosító rendszer kiépítése, a szükségtelen szabályozási korlátok feloldása.
Az üvegházhatást okozó gázkibocsátás csökkentését célzó önkéntes kezdeményezések népszerűsítése és támogatása, szem előtt tartva, hogy ezek sikeréhez alapvető fontosságú az igazolásuk. A hátrányos megkülönböztetést eredményező törvényhozási kezdeményezések ellenzése, amelyek nem járnak objektív előnyökkel a környezetre és a biztonságra nézve.
